JPH08180737A

JPH08180737A - 難燃性電気絶縁組成物及び難燃性絶縁電線

Info

Publication number: JPH08180737A
Application number: JP6336194A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Osugi; 晋一大杉; Masamichi Suzuki; 正道鈴木
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた耐電圧特性、難燃性及び機械的特性を
兼ね備えた電気絶縁組成物と、これを用いた難燃性絶縁
電線を提供することにある。【構成】酢酸ビニル成分が３０〜６０重量％であるエ
チレン−酢酸ビニル共重合体と、非極性ポリオレフィン
とが５：９５〜４５：５５の重量比で混合されてなる樹
脂組成物１００重量部に対し、ハロゲン系難燃剤５〜４
０重量部を含有してなる難燃性電気絶縁組成物。酢酸ビ
ニル成分が３０〜６０重量％であるエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体と、非極性ポリオレフィンとが５：９５〜４
５：５５の重量比で混合されてなる樹脂組成物１００重
量部に対し、ハロゲン系難燃剤５〜４０重量部を含有す
る難燃性電気絶縁組成物からなる架橋被覆層が、導体外
周に設けられてなる難燃性絶縁電線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐電圧特性、難
燃性及び機械的特性を兼ね備えた難燃性電気絶縁組成物
と、これを用いた、特に、家電製品、ＯＡ機器、ガス器
具、自動車等で使用される高圧回路用電線として好適な
難燃性絶縁電線に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンやエチレン−プロピレンゴ
ムなどの非極性ポリオレフィンは優れた耐電圧特性を有
し、安価で加工性も良いことから、従来より絶縁電線の
絶縁体として広く用いられている。しかし、非極性ポリ
オレフィンはそれ自体が可燃性物質であるため、安全
性、防火上の問題から何らかの手段により難燃性を付与
する必要がある。難燃性を付与する手段としては、非極
性ポリオレフィンに難燃剤を添加して非極性ポリオレフ
ィン自体を難燃化する方法や、導体外周上に設けられた
非極性ポリオレフィンからなる絶縁体上に、難燃性の絶
縁材料を外部被覆として形成する方法などが、一般的に
採用されている。

【０００３】しかしながら、難燃剤の添加による方法の
場合は、難燃剤を多量に添加することによりある程度の
難燃性を付与することはできるものの、非極性ポリオレ
フィンが本来有していた優れた耐電圧特性等の電気特性
を大幅に低下させてしまうという新たな問題を引き起こ
してしまう。非極性ポリオレフィンの電気特性が低下す
る原因としては、大成社発行、西沢仁著、「ポリマー
の難燃化」の第１８５頁乃至第１８７頁にも示されてい
るように、難燃剤の高い極性、が挙げられるのである
が、今のところこれに対する効果的な改良提案はなされ
ていない。

【０００４】一方、難燃性の絶縁材料を外部被覆として
形成する方法の場合には、非極性ポリオレフィンの電気
特性が低下してしまう、という問題はないものの、絶縁
体が多層構造となるため、外径及び重量が増大しコスト
が上昇するという問題を抱えている。そこで、この問題
点を解決するための方法として、例えば、特公平１−２
８４４４号公報などには、絶縁体の架橋効率の向上させ
ることにより電線の細径化を図る方法が提案されている
が、未だそのレベルは満足できるものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、非極性ポ
リオレフィンに難燃性を付与する方法として従来から提
案されている方法では、優れた耐電圧特性と難燃性を兼
ね備えた電気絶縁組成物は得られていない。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、優れた耐電圧特性、
難燃性及び機械的特性を兼ね備えた難燃性電気絶縁組成
物とこれを用いた難燃性絶縁電線を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するべ
く本発明による難燃性電気絶縁組成物は、酢酸ビニル成
分が３０〜６０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重
合体と、非極性ポリオレフィンとが５：９５〜４５：５
５の重量比で混合されてなる樹脂組成物１００重量部に
対し、ハロゲン系難燃剤５〜４０重量部を含有するこ
と、を特徴としている。

【０００８】本発明ではエチレン−酢酸ビニル共重合体
として、酢酸ビニル成分が３０〜６０重量％、好ましく
は３０〜４５重量％の範囲のものを使用する。酢酸ビニ
ル成分が３０重量％未満であると、目的とする十分な耐
電圧特性と難燃性を得ることができない。一方、酢酸ビ
ニル成分が６０重量％を超えると十分な耐電圧特性が得
られない。

【０００９】このエチレン−酢酸ビニル共重合体は、好
ましくは、ＪＩＳＫ６７３０（１９８１）に規定され
ているメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｄｇ／ｍｉ
ｎ以下、更に好ましくは５ｄｇ／ｍｉｎ以下であるもの
を使用する。ＭＦＲが１０ｄｇ／ｍｉｎを超えるもので
は、機械的特性が著しく低下し実用に耐えない。

【００１０】本発明で使用される非極性ポリオレフィン
としては、ポリエチレン及びポリプロピレンや、エチレ
ン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、
エチレン−オクテン共重合体等のエチレン−αオレフィ
ン共重合体などが挙げられるが、架橋を施す場合には、
更に架橋サイトとしての第三成分が共重合されたもので
あっても良い。

【００１１】エチレン−酢酸ビニル共重合体と非極性ポ
リオレフィンは、５：９５〜４５：５５の重量比、好ま
しくは１０：９０〜３０：７０の重量比で混合される。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の重量比が５未満では目
的とする十分な耐電圧特性と難燃性を得ることができ
ず、一方４５を超えると十分な耐電圧特性が得られな
い。

【００１２】本発明では、上記の重量比で混合されたエ
チレン−酢酸ビニル共重合体と非極性ポリオレフィンか
らなる樹脂組成物１００重量部に対し、ハロゲン系難燃
剤を５〜４０重量部を含有させる。ハロゲン系難燃剤の
含有量が５重量部未満では目的とする十分な難燃性が得
られず、一方４０重量部を超えると十分な耐電圧特性が
得られないとともに、機械的特性が著しく低下してしま
う。

【００１３】ハロゲン系難燃剤としては、例えば、デカ
ブロモビフェニルオキシド、エチレンビステトラブロモ
フタルイミド、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、
臭素化ポリスチレン、エチレンビスペンタブロモビフェ
ニールなどの臭素系難燃剤や、パークロロシクロペンタ
デカン、塩素化ポリエチレンなどの塩素系難燃剤を使用
することができる。これらは単独で使用しても良いし、
２種以上を併用しても良い。この際、酸化アンチモン、
酸化ジルコニウム、ほう酸化合物、シリコーン化合物な
どの難燃助剤や、金属水和物、リン化合物、チッ素化合
物などの他の難燃剤を更に併用することも考えられる。
これらと併用した方が、難燃効率が高まることから好ま
しい。

【００１４】上記、金属水和物としては、水酸化マグシ
ウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、ハイド
ロタルサイト、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム、
ホウ酸亜鉛などが挙げられるが、これらの中ではポリマ
ーの分解温度付近で結晶水を放出し、しかも吸熱量の大
きい水酸化マグネシウム及び／または水酸化アルミニウ
ムが好ましい。これらの金属水和物は平均粒径が０．１
〜５μｍのものが好ましく使用できる。

【００１５】これらの金属水和物は、例えば、ラウリン
酸、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸、また
はこれらのアルミニウム、マグネシウム、カルシウム塩
などの高級脂肪酸塩、シラン系やチタネート系表面処理
剤によって表面処理されたものが、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体と非極性ポリオレフィンからなる樹脂組成物
との親和性及び分散性を良くし、また、耐酸性改善のた
めに好ましく用いられる。

【００１６】本発明においては、上記の成分に加えて、
老化防止剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、軟化剤、分散剤
等を適宜添加することができる。耐熱性を向上させるた
めの老化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリチル
−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピネート〕、３，９−ビス〔２
−｛３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチ
ルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチル
エチル〕−２・４−８・１０−テトラオキサスピロ〔５
・５〕ウンデカン、ペンタエリスリトール−テトラキス
−（β−ラウリル−チオプロピオネート）などが挙げら
れる。

【００１７】次に、本発明の他の態様における難燃性絶
縁電線は、酢酸ビニル成分が３０〜６０重量％であるエ
チレン−酢酸ビニル共重合体と、非極性ポリオレフィン
とが５：９５〜４５：５５の重量比で混合されてなる樹
脂組成物１００重量部に対し、ハロゲン系難燃剤５〜４
０重量部を含有する難燃性電気絶縁組成物からなる架橋
被覆層が導体外周に設けられていること、を特徴として
いる。

【００１８】架橋被覆層は、例えば、上記の樹脂組成物
を混練機で混練し、押出機で導体上に押し出した後、高
圧蒸気または放射線照射などにより架橋を施すことによ
り得ることができる。架橋方法は特に限定されないの
で、適宜に選択する。高圧蒸気により架橋する場合は、
上記の樹脂組成物に予め架橋剤を添加しておく必要があ
る。架橋剤としては、例えば、α，α’−ビス（ｔ−ブ
チルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ジクミ
ルパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられる。放
射線の照射により架橋する場合には、電子線架橋、ガン
マ線架橋、どちらの方法であっても良いが、電子線架橋
の方が放射線管理は容易である。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と併せて説明
する。尚、ここで使用した各材料は、表４に示すとおり
である。

【００２０】表１乃至表３に示した配合の組成物を３リ
ットルニーダーで混練し、得られた組成物を実施例１乃
至実施例３、実施例５、比較例１乃至比較例４、比較例
６乃至比較例１２においては、Ｌ／Ｄ＝２８の５０ｍｍ
φ押出機で、ヘッド１１０℃、シリンダー１１０℃の温
度条件にて断面積が０．５ｍｍ^２のスズメッキ軟銅撚線
上に０．５ｍｍ肉厚で押し出し、その後直ちに４ｋｇｆ
／ｃｍ^２に加圧された２００℃の溶融塩に１分間浸漬さ
せて架橋電線とした。

【００２１】実施例４及び比較例５においては、Ｌ／Ｄ
＝２８の５０ｍｍφ押出機で、ヘッド１８０℃、シリン
ダー１７０℃の温度条件にて断面積が０．５ｍｍ^２のス
ズメッキ軟銅線上に０．５ｍｍ肉厚で押し出し、その
後、６５０ｋｖ、１５０ｋＧｙの条件で電子線を照射し
て架橋電線とした。

【００２２】このようにして得られた電線を試料として
下記の評価方法により評価した。結果は表１乃至表３に
併せて示した。尚、表中の各材料の使用量は重量部数単
位である。

【００２３】評価項目評価方法引張強さＵＬ７５８伸びＵＬ７５８難燃性ＵＬ７５８ＶＷ−１耐電圧特性ＵＬ７５８

【００２４】引張強さ及び伸びの実用最低限度は、ＵＬ
７５８のテレビ用高圧コードの架橋ポリエチレンの規
格値を基に、それぞれ１０．３Ｍｐａ以上、１５０％以
上を合格として評価した。難燃性はＵＬ７５８のＶＷ
−１をクリアするものを合格として評価した。耐電圧特
性は、ＵＬ７５８のテレビ用高圧コードの架橋ポリエ
チレン２０ｋｖ・ＤＣ定格の耐電圧II法をクリアするも
のを合格として評価した。その具体的な方法は、ＵＬ
７５８のテレビ用高圧コード試験法に基づき、１２．７
ｍｍφの金属マンドレルに９回巻付けた後、１０５℃の
オーブン中で７時間直流耐電圧試験を行った。尚、表
中、難燃性と耐電圧特性については合格、不合格と表示
し、引張強さと伸びについては実際の測定値を記載し
た。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】表１乃至表３から明らかなように、本発明
の実施例１〜実施例５においては、いずれもＵＬＶＷ
−１の難燃性試験をはじめ、引張強さ、伸び及び耐電圧
特性と、すべての特性において合格することがわかる。

【００３０】これに対し、酢酸ビニル成分が本発明の範
囲を超えるエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル
含有量７０重量％）を使用した場合には耐電圧特性が満
足せず（比較例１）、また、酢酸ビニル成分が本発明の
範囲に満たないエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビ
ニル含有量２５重量％）を使用した場合には難燃性が不
十分である（比較例２）。エチレン−酢酸ビニル共重合
体のＭＦＲが本発明の範囲を超えると、引張強さが低下
し実用に耐えない（比較例３）。酢酸ビニル成分が本発
明の範囲内であっても、非極性ポリオレフィンとの混合
比率が本発明の範囲外であると、引張強さは満足する
が、伸び、難燃性及び耐電圧特性を同時に満足するもの
は得られない（比較例４〜比較例８）。実施例３の樹脂
組成物全体の酢酸ビニル含有量は約５重量％になるが、
酢酸ビニル成分が５重量％であるエチレン−酢酸ビニル
共重合体を単独で使用しても同様の効果は全く見られ
ず、耐電圧特性は満足しない（比較例９）。

【００３１】本発明の効果は、エチレン−酢酸ビニル共
重合体と非極性ポリオレフィンが混合されてなる系に特
有のものであり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合
体の代わりに、エチレン−不飽和エステル共重合体であ
る、エチレン−アクリル酸メチル（ＥＭＡ）やエチレン
−メタクリル酸メチル（ＥＭＭＡ）を使用しても全く効
果が見られず、引張強さや耐電圧特性を満足することは
できない（比較例１０、比較例１１）。更に、ハロゲン
系難燃剤の含有量が本発明の範囲に満たない場合には難
燃性が得られず（比較例１２）、一方、ハロゲン系難燃
剤の含有量が本発明の範囲を超えると難燃性以外のすべ
ての特性が不合格となってしまう（比較例１３）。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、所
定の酢酸ビニル成分を含有するエチレン−酢酸ビニル共
重合体と、非極性ポリオレフィンとを、所定の重量比で
混合してなる樹脂組成物に、ハロゲン系難燃剤を所定量
配合することにより、耐電圧特性、難燃性及び機械的特
性のバランスのとれた電気絶縁組成物を得ることができ
る。更に、この電気絶縁組成物を使用した場合には、特
に高電圧特性に優れた難燃性絶縁電線を得ることができ
る。従って、この絶縁電線は、例えば、家電製品、ＯＡ
機器、ガス器具、自動車等で使用される高圧回路用電線
などとして好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酢酸ビニル成分が３０〜６０重量％であ
るエチレン−酢酸ビニル共重合体と、非極性ポリオレフ
ィンとが５：９５〜４５：５５の重量比で混合されてな
る樹脂組成物１００重量部に対し、ハロゲン系難燃剤５
〜４０重量部を含有することを特徴とする難燃性電気絶
縁組成物。
【請求項２】前記エチレン−酢酸ビニル共重合体のメ
ルトフローレートが１０ｄｇ／ｍｉｎ以下であることを
特徴とする請求項１に記載の難燃性電気絶縁組成物。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の難燃性
電気絶縁組成物からなる架橋被覆層が導体外周に設けら
れていることを特徴とする難燃性絶縁電線。